3o I.T.I. Sistemas/Gestión 3o Ingeniero en Informática

(07BJ) REDES
(05BR) REDES DE COMPUTADORES
(09BM) REDES Y SISTEMAS DISTRIBUIDOS
3o I.T.I. Sistemas/Gestión
3o Ingeniero en Informática
TEMA 5: REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
EJERCICIOS PROPUESTOS
Tema 5
Redes de área local (LAN)
EJERCICIOS PROPUESTOS
1. Compara el retardo de ALOHA puro con el de ALOHA ranurado cuando la carga es
baja. ¿En qué caso es menor?
2. Una LAN usa CSMA/CD a 10 Mbps sobre un cable de 1 Km de longitud sin repetidores.
La velocidad de propagación de la señal en el cable es de 200 m/µs. Las tramas de datos
tienen 256 bits de longitud total, de los cuales 32 corresponden a la cabecera y la suma
de verificación. La primera ranura tras una transmisión con éxito se reserva para que el
receptor capture el canal y envı́e una trama de confirmación de recepción de 32 bits. De
igual modo, la primera ranura tras la transmisión de una confirmación se reserva para
que el próximo emisor capture el canal. ¿Cuál es la velocidad de transmisión efectiva si
no hay colisiones?
Sol.: 3,8 Mbps.
3. Un paquete IP, que se transmitirá a través de una red Ethernet, tiene 60 bytes de longitud
total. Si no se utiliza LLC, ¿serı́a necesario incluir bytes de relleno en la trama? Si es ası́,
¿cuántos?
4. La especificación 1000Base-SX indica que el reloj debe tener una frecuencia de 1250 MHz
aun cuando se supone que Gigabit Ethernet funciona a 1 Gbps, ¿por qué?
3
4
TEMA 5. REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
5. Dada una red cableada de área local a 10 Mbps basada en CSMA/CD 1-persistente, con
topologı́a de bus, se tienen tres estaciones tal y como muestra la siguiente figura:
Se conocen los siguientes datos:
Las estaciones están separadas entre sı́ 25 metros.
El tamaño de las tramas es de 125 bytes.
El IPG (espacio entre tramas) es de 50 bits.
El JAM es de 100 bits.
La estación 3 comienza a emitir en el mismo instante en el que recibe el primer bit
de la estación 1 provocando una colisión.
El tiempo de espera aplicado a las estaciones (backoff ) es de 20 µs para la estación
1 y 40 µs para las estaciones 2 y 3.
Dibuja el diagrama temporal que muestre desde el momento en el que se transmite el
primer bit de la primera trama hasta que se recibe correctamente el último bit de la última
trama. Calcula además cuál es el tiempo transcurrido entre ambos instantes. Basándote
en la situación anterior, calcula el intervalo de tiempo durante el cual la estación 2 deberı́a
empezar a transmitir para ser la primera estación en transmitir una trama.
Sol.: 246 µs / 5,375 µs - 25,375 µs.
6. El esquema siguiente corresponde a una red local con dos estaciones conectadas con
segmentos 100Base-T de 100 metros de distancia a dos concentradores conectados a su
vez entre sı́ mediante un segmento de fibra óptica 100Base-FX.
a) Calcula la distancia máxima que puede tener el segmento de fibra óptica.
b) Supón que se cambian los concentradores por conmutadores (con todos los puertos
a 100 Mbps). ¿Tiene este cambio alguna influencia sobre la distancia máxima del
segmento de fibra óptica calculada en el apartado anterior? Razona la respuesta y
determina su nuevo valor en caso afirmativo.
Notas: el tamaño de trama mı́nimo es de 512 bits y la velocidad de propagación de la
señal en el medio es 200.000 Km/s.
Sol.: 312 m / 2000 m.
Redes
EJERCICIOS PROPUESTOS
5
7. La siguiente LAN utiliza un mecanismo de control de acceso al medio CSMA/CD para
interconectar sus equipos en el nivel de enlace. Durante la transmisión de una trama,
cada tarjeta de red introduce un retardo de 0,25 µs y cada concentrador introduce un
retardo de 0,75 µs. Se pide:
a) Calcula el tiempo de ranura y el tamaño mı́nimo de trama para esta topologı́a si la
velocidad de transmisión es de 10 Mbps y si es de 100 Mbps. Repite los cálculos si
sustituimos el Hub 1 por un Switch.
b) Determina si la topologı́a serı́a válida para Ethernet (10Base-T) y también para Fast
Ethernet (100Base-T). Repite los cálculos si sustituimos el Hub 2 por un Switch que
introduce un retardo de 0,75 µs.
Sol.: 6 µs, 60 bits, 600 bits - 4,7 µs, 47 bits, 470 bits/ V, NV, V, V.
8. Dada la topologı́a de red de la figura y sabiendo que cada una de las tarjetas de red
introduce un retardo de 0,25 µs, y cada concentrador un retardo de 0,25 µs, razonar si la
topologı́a es válida para 10Base-T, para 100Base-TX y para 1000Base-LX. Considera que
la velocidad de propagación es de 2x108 8 m/seg para cableado UTP y que la velocidad
de propagación es de 3x108 m/seg para cableado de fibra óptica.
Sol.: V, NV, V.
9. Dada una red Token Ring a 4 Mbps dónde la velocidad de propagación de la señal en el
cable es de 200 m/µs, ¿a cuántos metros de cable equivale el retardo de 1 bit? ¿Y si la
red funciona a 16 Mbps?
Sol.: 50 m / 12,5 m.
Redes
6
TEMA 5. REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
10. Dada una red Token Ring a 10 Mbps con 20 hosts conectados, un host H1 desea transferir
un fichero de 1 MByte a otro host H2. La longitud del anillo es de 2 Km, la velocidad
de propagación es de 2·108 m/s, los 20 hosts se encuentran distribuidos uniformemente
a lo largo del anillo, cada repetidor introduce un retardo de 5 µs, y el tiempo máximo
de retención del token es de 10,24 ms. Calcula el tiempo transcurrido desde que H1
transmite el primer bit del fichero hasta que H1 drena el último bit del fichero, con
tramas de 1024 bits y un token de 40 bits en ausencia de cualquier otro tipo de tráfico, y
sin tener en cuenta la sobrecarga introducida por el protocolo de nivel de enlace. Calcula
la velocidad de transmisión efectiva del fichero en Mbps, sin tener en cuenta la sobrecarga
introducida por el protocolo de nivel de enlace. Notas: Inicialmente el host H1 posee el
token. 1 MByte = 220 bytes.
Sol.: 9,89 Mbps.
11. Una red Token Ring a 4 Mbps tiene un tiempo máximo de posesión del token de 10 ms.
¿Cuál es el tamaño máximo de la trama que puede enviarse a través del anillo?
Sol.: 5000 bytes.
12. Una red FDDI tiene 100 estaciones conectadas, un tiempo de rotación del token de 40 ms
y un tiempo máximo de posesión del token de 10 ms. ¿Cuál es la eficiencia máxima del
anillo si todas las estaciones agotan su tiempo de posesión del token?
Sol.: U = 0,96.
13. Dada una LAN 10Base-T, se desea conectar 4 estaciones de tipo A, 4 de tipo B y un
servidor. Para ello, se dispone de un concentrador de 12 puertos y de un conmutador
de 6 puertos. Las estaciones de tipo A sólo envı́an y reciben tráfico del servidor. Las
estaciones de tipo B envı́an y reciben tráfico del servidor, y de las demás estaciones del
mismo tipo.
a) Determina cuál serı́a el esquema de interconexión óptimo. Justifica la respuesta.
b) Dado el esquema de interconexión del apartado anterior, y suponiendo que todas
las estaciones sólo transmiten y reciben del servidor, calcula la velocidad máxima
de transmisión que puede conseguir cada estación en cada sentido en ausencia de
colisiones.
Redes
EJERCICIOS PROPUESTOS
7
14. Dada la LAN 10Base-T de la figura, los hosts PC1, PC2, PC3 y PC4 inician simultáneamente la transmisión de un fichero de 10 MBytes al servidor S1. Calcula el tiempo de
transmisión del fichero para cada uno de los hosts en ausencia de colisiones.
Sol.: 24 s para PC3 y PC4, y 32 s para PC1 y PC2.
15. Tres hosts H1, H2 y H3 se comunican a través de una LAN cableada basada en CSMA/CD
1-persistente. Los tres hosts están conectados a un concentrador (hub) mediante cables
de 100, 100 y 300 m de longitud, respectivamente. La velocidad de modulación es de
100 Mbaudios y los datos se codifican mediante 4B/5B-NRZ-I. La trama utilizada por
el protocolo del nivel de enlace tiene un tamaño máximo de 1036 bytes, incluyendo una
cabecera de 8 bytes y un CRC de 4 bytes.
Calcula el tamaño mı́nimo de la trama que se necesita para que H1 pueda detectar
posibles colisiones al enviar un fichero de datos a H2.
¿Cuál serı́a el tamaño mı́nimo y máximo del campo de relleno? Justifı́calo.
Calcula el tiempo transcurrido desde que H1 inicia el envı́o de un fichero de 1 MByte
a H2 hasta que H2 recibe el último byte del fichero, suponiendo tanto H2 como H3
no transmiten nada, teniendo en cuenta la sobrecarga introducida por el protocolo
del nivel de enlace y despreciando el IFG.
Sol.: 40 bytes / 0 y 28 bytes / 106,1 ms.
16. Se dispone de una red que usa 10Base-T con una topologı́a en estrella en la que los hosts
están conectados a un concentrador (hub) mediante cables de hasta 100 m de longitud.
En concreto, los hosts H1, H2 y H3 están conectados al concentrador mediante cables de
10, 30 y 70 m de longitud, respectivamente. En el instante t0, H1 comienza a transmitir
una trama de 1000 bytes destinada al host H2. A su vez, H2 empieza a transmitir una
trama de 500 bytes destinada al host H3 en el instante t0 + 0,1 µs.
a) Dibuja un diagrama temporal desde el instante t0 hasta que el último bit de la
última trama haya sido recibido.
b) Determina el tiempo que necesita cada host para transmitir su trama con éxito.
Nota: en 10Base-T el IFG es de 12 bytes mientras que la señal de jam tiene una
longitud de 32 bits. Además, asumiremos por que el tiempo de backoff es de 100 y
200 µs para H1 y H2, respectivamente.
Sol.: ttotal(H1) = 913,3 µs y ttotal(H2) = 1323,3 µs.
Redes